VoIP - Notiuni fundamentale despre sunet si perceptia acestuia

1 Unde acustice

Sunetul, este definit in Webster Dictionary ca fiind o vibratie in aer, apa sau altceva care poate stimula nervii auditivi si poate produce senzatia de auzire. Aceasta definitie este, dupa cum observam, foarte subiectiva. Din aceasta cauza s-au incercat definitii tehnice ale sunetului care sa poate fi riguros masurate si apreciate. In felul acesta a luat nastere o intreaga stiinta care se numeste 'Acustica'. Acustica este o parte din fizica si se ocupa cu studiul producerii, propagarii, perceptiei si proprietatilor sunetului.

Cea mai elementara definitie a sunetului apreciaza ca oscilatiile cu frecvente cuprinse intre 16 si 20.000 Hz, cu o energie care depaseste minimul audibil iar durata mai mare de 6x10^- Aceasta definitie este tot subiectiva si nici nu s-ar putea altfel pentru ca insasi natura aparatului auditiv uman este diferita de la o persoana la alta.

Oscilatiile mediului cu frecvente mai mici decat sunetele se numesc infrasunete iar cele cu frecvente ce depasesc sunetele se numesc ultrasunete.

Unda acustica este forma sub care sunetul traverseaza mediul elastic in care exista. Particulele mediului nu se deplaseaza o data cu unda elastica, ci efectueaza o miscare in jurul unei pozitii de echilibru, mediul nu face altceva decat sa inlesneasca un transfer de energie intre sursa de unde si receptori cu un anumit grad de atenuare.

Diferenta dintre medii este ca in cele gazoase sau lichide, undele sonore se propaga longitudinal iar in mediile solide se propaga transversal.

Dupa cum am vazut, sunetele sunt apreciate dupa cum sunt percepute de urechea umana, de aceea este foarte important sa stim cum functioneaza acest organ si cum putem sa folosim proprietatile urechii pentru a produce un sunet care poate fi considerat de calitate sau cum sa putem sa mascam erorile care rezulta din prelucrarea semnalului sonor. De exemplu, cele mai reusite metode de compresie digitala a sunetelor se bazeaza foarte mult pe efectul de mascare a urechii. Acest efect consta in faptul ca un sunet cu o amplitudine mare mascheaza un sunet cu amplitudine mult mai mica decat el si de frecventa apropiata.

2 Perceptia sunetelor de catre om

Functionarea urechii

Senzatia auditiva depinde de caracteristicile sursei de sunet care genereaza undele sonore capabile sa impresioneze auzul si de organul auditiv. Solutionarea problemelor de acustica este determinata atat de factorii obiectivi cat si de factorii subiectivi care intervin intotdeuna cand este vorbva de sunet, in acceptia comuna de excitatie si senzatie.

Insusirile, a caror influenta intervine in aprecierile facute, rezulta din structura urechii, proprietatile aparatului auditiv, calitatile auditive ale omului, precum si din caracteristicile fiziologice ale sunetului.

Anatomia urechii

Trecerea de la sunetul fizic la senzatia sonora se face cu ajutorul urechii ca organ intremediar, si din acesta motiv anatomia urechii, care da posibilitatea expilicarii mecanismului auzului, este de mare interes pentru acustica.

Urechea este compusa din trei parti distincte: urechea externa, urechea mijlocie si urechea interna.

Urechea externa corespunde pavilionului urechii, avand rolul de a colecta si dirija undele acustice spre canalul auditiv, care la randul sau conduce undele acustice spre urechea mijlocie. Canalul are forma unui tub, cu diametrul de aproximativ 7 mm si lungimea de circa 30 mm, fiind deschis la un capat si inchis la celalalt cu o membrana vibranta numita timpan,. Ca orice alt tub inchis, si canalul auditiv are o anuimita frecventa de rezonanta, egala cu aproximativ 3.000 Hz. Deoarece presiunea acustica in dreptul timpanului este mai mare cu aproape 10 dB dacat cea de la intrare datorita efectului de tub, urechea este mai sensibila la frecventele ce se gasesc in jurul celei de rezonanta.

Timpanul desparte urechea exsterna de urechea mijlocie, care este o cavitate avand un volum cuprins intre 1 si 2 cm³, in care se gasesc 3 oscioare: ciocanul, nicovala si scarita. Ciocanul se sprijina pe timpan in timp ce talpa scaritei se sprijina pe fereastra ovala, realizand in acest fel un transformator cu un raport de aproximativ 30:1 intre timpan si fereastra ovala. In felul aceaseta presiunea exercitata in dreptul ferestrei ovale este mult mai mare decat cea exercitata deasupra timpanului. Aceasta amplificare este creata prin doua elemente:

- existenta unui factor de transformare 1,3 pana la 3,1 datorita sistemului de 3 oscioare aflate in urechea mijlocie,

- existenta unei diferente de suprafata intre timpan (80 mm²) si cea a ferestrei ovale (3 mm²).

Cavitatea care formeaza urechea mijlocie se afla in legatura cu mediul exterior prin intermediul cavitatii bucale si al unui canal numit trompa lui Eustache. Datorita aerului care patrunde prin acest canal, se stabileste un echilibru intre presiunea aerului de ambele parti ale timpanului.

Urechea interna are trei parti: vestibului, canalele semicirculare si melcul.

Canalele semicirculare nu au rol in mecanismul auditiei, functia lor fiind aceea de a crea senzatia de echilibru. Melcul are cea mai mare importanta contributie la formarea senzatiei auditive si este format dintr-un tub principal, lung de aproximativ 30 mm rasucit in spirala de 2,75 ori.

Canalul mijlociu (ductus cohlearis) contine capetele nervilor auditiei care sunt niste firisoare perpendiculare pe generatoarele canalului. Numarul acestor firisoare este foarte mare, circa 24.000. Deasupra lor se afla o membrana asemanatoare unei aripi, prinse de o generatoare a canalului (membrana tectoriala).

Toata urechea interna, deci si canalul melcului, contine un lichid vascos numit limfa. Vibratiile ferestrei ovale se transmit lichidului din canalul cohlear care provoaca miscarea membranei tectoriale. Tremurul membranei face ca ea sa atinga capetele nervilor, .locul unde se produce atingerea corespunzand unei anumite frecvente.

Cercetarile anatomice au dovedit ca localizarea frecventelor se face de-a lungul canalului cohlear, incepand cu cele mai inalte si terminand cu cele mai joase.

Desfasurarea schematica a canalului cohlear, arata ca langa fereastra ovala se gasesc nervii frecventelor de peste 16.000 Hz, iar la capatul opus nervii frecventelor sub 60 Hz. in acest complicat mecanism anatomic, asupra caruia inca se mai fac ipoteze privind functionarea, taria senzatiei auditive se datoreaza intensitatii contactului intre membrana tectoriala si capetele nervilor, iar inaltimea senzatiei, locului unde se produce acest contact. Finctionarea canalului cohlear este similara cu cea a unui analizor care permite captarea simultana a mai multor frecvente.

Compararea canalului cohlear cu o harpa, in care coardele vibreaza prin rezonanta cu sunetul exterior, pare in aceste conditii foarte apropiata.

Din cunoasterea mecanismului intern al urechii se poate trage concluzia ca urechea nu poate detecta faza unei componente dintr-un semnal. Nervii traductori genereaza impuls atunci cand sunt in stare de oscilatie dar sunt incapabili de a genera informatie in functie de propria faza de oscilatie.

De aici tragem concluzia ca faza semnalului nu este purtatoare de informatie pentru urechea umana. Faza componentelor din semnal este insa importanta deoarece aceasta este cea care determina pana la urma forma semnalului din domeniul timp.

Proprietatile urechii

Pentru a fi percepute sub forma de sunet, vibratiile acustice care ajung la ureche trebuie sa satisfaca anumite conditii privitoare la frecventa, intensitate si durata. Aceste conditii variaza de la un ascultator la altul si de aceea pentru definirea domeniului de audibilitatea adica a domaniul in care vibratia acustica este perceputa ca sunet, a fost necesar sa se ia in considerare un ascultator otologic normal. Acesta este o persoana intre 18 si 25 ani, care are auzul; normal si care nu a suferit afectiuni ale organului auditiv.

Raportandu-se la ascultatorul otologic normal, s-a constatat ca acesta percepe ca sunet orice vibratie acustica a carei frecventa se gaseste cuprinsa intre 16 si 16.000 Hz. Intervalul de frecventa reprezinta raportul a doua frecvente. In domeniul muzical intervalele definite sunt: octava care este invervalul dintre doua sunete a caror frecventa se afla in rapostul 2:, cvinta perfecta in care raportul frecventelor este 3:2, cvarta prfecta in care raportul frecventelor este 4:3, terta majora in care raportul frecventelor este 5:4, sexta in care raportul frecventelor este 3:5, terte minor in care raportul frecventelor este 5:6. Omul poate, deci, percepe sunete care se intind intr-o banda de 10 octave.

Fiecare ocvata este divizata in 12 note care se numesc semitonuri sau sase tonuri. Vibratiile acustice cu frecvente mai mici de 16 Hz (infrasunete) si cele cu frecvente mai mari de 16.000 Hz (ultrasunete) nu se aud, dar pot fi puse in evidenta cu aparatae speciale.

In ceea ce priveste intensitatea vibratiei acustice, ea trebuie sa fie cuprinsa de asemenea intrea numite limite. Pentru ca o vibratie acustica, a carei frecventa se gaseste in limitele indicate mai sus, sa poate fi perceputa ca sunet, ea trebuie sa indeplineasca inca o conditie: intensitatea trebuie sa fie mai mare decat o anumita valoare minima.

Se observa ca peste anumite niveluri de intensitate, un sunet pur aplicat urechii genereaza senzatii in care sunetul pare insotit de armonici. Tot asfel, doua sunete pure intense aplicate simultan nu se aud singure, ci insotite de armonici si de sunete suplimentare de frecvente egale cu suma respactiv diferenta sunetelor initiale. Explicatia acestor fenomene este data de ipoteza neliniaritatii urechii.

3 Marimi si caracteristici fiziologice pentru sunete

Vibratiile acustice ale aerului sunt transformate de organul auditiv al omul in senzatii de sunet. De aceea este necesar ca acestea sa satisfaca anumite conditii privitoare la frecventa, intensitate si durata lor, Ca urmare, este necesar sa definim caracteristiceile fiziologice ale unui sunet, stabilind corelatia ce exista intre acesa marimi si marimile fizice corespunzatoare excitatiei.

Prin urmare, din punct de vedere subiectiv, un sunet continuu are urmatoarele caracteristici: inaltimea, taria si timbrul.

S-a constatat insa, ca suprimarea partii tranzitorii initiale din desfasurarea in timp a formarii si mentinerii sunetului face ca timbrul mai multor instrumente sa devina acelasi, desi inainte de suprimare era diferit pentru fiecare instrument in parte. Pe de alta parte, pe langa caracteristicile enumerate mai sus, senzatia auditiva mai are si alte insusiri, determinate de regimul tranzitoriu din perioada de formare si cea de disparitie a sunetului, de durata emiterii sunetului si de uniformitatea cu care este emis.

Inaltimea sunetului

Inaltimea unui sunet este insusirea senzatiei auditive dupa care sunetele pot fi ordonate pe o scara de la sunete joase la sunete inalte.Inaltimea unui sunet este dependenta de frecventa vibratiei acustice ce a produs cacest sunet. Urechea apreciaza doua sunete ca fiind de inaltimi egale, cand ele au aceeasi frecventa si ca fiind de inaltimi diferite, cand frecventele vibratiilor ce le-au produs sunt diferite.

Experienta insa a aratat ca aceasta diferenta nu este produsa numai de frecventa, ci mai depinde si de nivelul presiunii sonore si de forma undei. Din acest motiv, doua vibratii acustice de aceeasi frecventa, insa de niveluri de intensitate diferita, nu vor fi percepute ca avand aceeasi inaltime. Cu cat nivelul intensitatii este mai mare, cu atat sunetul pare mai inalt, din aceast motiv nu exista o corelatie simpla intre inaltimea sunetului si frecventa.

Cautandu-se o marime fiziologica care sa defineasca inaltimea unui sunet s-a introdus notiunea de mel. (de la melodie). Reperul pentru definitia melului il constituie inaltimea de 1000 meli, corespunzatoare unui sunet a carui frecventa este de 1.000 Hz si al carui nivel de presiune este de 60dB. Inaltimea sunetului ce pare de n ori mai inalt decat cel corespunzator unui mel poate fi exprimata prin n meli. In figura de mai jos, in care este reprezentata legatura intre frecventa si mel se observa legatura aproximativ liniara pentru domeniul de frecventa cuprins intre 1.000 si 5.000Hz, respectiv o neliniaritate pronuntata pentru frecvente joase.

De asemenea, s-a constatat ca inaltimea unui sunet complex depinde mai mult de frecventa relativa a diferitelor componente avand frecventa cea mai scazuta.

O influenta importanta asupra percepaerii inaltimii unui sunet o are valoarea minimului perceptibil la schimbarea frecventei excitatoare, evidentiindu-se faptul ca organul auditiv este mai sensibil la schimbarile de frecvente din domeniul frecventelor inalte superioare lui 1.000Hz, in timp ce sensibilitatea scade pe masura ce frecventa se micsoreaza.

In general, sensibilitatea la variatia inaltimii descreste o data cu nivelul de intensitate sonora.

Taria sunetului

Taria este acea insusire a senzatiei, legata de intensitatea acustica, care permite ordonarea sunetelor pe o scara, de la cele mai slabe la cele mai puternice. Cu cat intensitatea acustica este mai mare, cu atat sunetul pare mai puternic. Dar taria mai depinde si de frecventa vibratiei excitatoare si de compozitia sunetului (exemplu, o vibratie de 1.000Hz avand un nivel de 30dB este perceputa ca sunet, pe cand o vibratie de 100Hz avand acelasi nivel, situandu-se sub nivelul de audibilitate, nu este perceputa ca sunet.

Legatura intre intensitatea I si taria sunetului N este data de legea Weber-Fechner care spune ca cresterea minima perceptibila a excitatiei este proportionala cu intensitatea excitatiei adica:

unde I este intensitatea sunetului si N este taria sunetului.

Daca punem relatia sub forma:

si admitand ca cresterile minime perceptibile ale senzatiei sunt egale, se obtine prin integrare relatia:

care ne arata ca intensitatea senzatiei creste cu logaritmul excitatiei. Asadar, daca intensitatii de excitatie I₁ (marime fizic) ii corespunde intensitatea de senzatie N₁ (marime fiziologica), iar unei intensitati I₂ (I₂ > I₁) ii corespunde intensitatea de senzatie N₂, intre aceste doua

marimi poate fi scrisa relatia:

Desi presupunerile pe baza carora s-a stabilit aceasta relatie nu sunt riguros adevarate (cresterile minime perceptibile nu sunt egale), ea are o importanta deosebita deoarece pe aceasta se bazeaza sistemul de masurare a intensitatii sunetului si masurile de reducere a zgomotului.

O alta marime fiziologica corespunzatoare marimii fizice nivel de intensitate este nivelul de tarie. Acesta este nivelul intensitatii sonore a unei vibratii acustice de 1.000Hz, apreciata de un ascultator otologic normal ca avand aceeasi tarie cu aceea a sunetului condiderat. Expresia matematica a nivelului de tarie este:

unde: p este presiunea acustica (I intensitatea corespunzatoare) a unui sunet pur de 1.000 Hz, apreciat de un ascultator ca avand o intensitate egala cu a sunetului considerat, iar p_o = 2 x 10^-4 mbari si I_ref = 10^-16 W/cm

Unitatea de masura a nivelului de tarie este fonul. Fletcher si Munson au determinat si trasat pe diagrama de auditibilitate curbele de egal nivel de tarie (izofonice), ceea ce este de observat fiind egalitatea intre nivelul de tarie in foni si nivelul de intensitate sonora in decibeli pentru frecventa de 1.000Hz.

Aceste curbe, care reprezinta corelatia dintre excitatie si senzatia auditiva, au fost stabilite in conditiile unor sunete pure, ce se propaga de la sursa sub forma de unda plana, progresiva, intr-un camp liber, ci intr-un camp difuz sau foarte apropiat de campul difuz (cazul auditiei in spatii inchise), curbele de tarie se modifica. In general, in domeniul uzual de frecventa 100 - 10.000 Hz, se poate considera ca o persoana percepe schimbarea tariei sunetului atunci cand nivelul intensitatii sonore variaza cu 1 dB, daca nivelul este mai mare de 30 dB, si cu 2-3 dB, daca nivelul intensitatii sonore este sub 30 dB.

Deoarece nivelul de tarie nu ne da o imagine clara a senzatiei de auz, se foloseste pe scara larga marimea numita tarie, care se exprima in soni. Un son reprezinta valoarea tariei unui sunet avand o frecventa de 1.000Hz si un nivel de tarie de 40 fini. Taria unui sunet este de n soni daca acesta este apreciat de un ascultator ca fiind de n ori mai puternic decat sunetul avand un son.

Timbrul

Intre sunetele de aceeasi inaltime si tarie exista totusi o deosebire calitativa, atunci cand sunt emise de surse diferite. Dupa caracterul senzatiei pe care o produc, sunetele se pot imparti in trei grupe: sunete pure, sunete muzicale si zgomote.

Sunetul muzical este compus dintr-un sunet fundamental si un numar diferit de armonici, fiind deci un sunet complex. Caracteristica acestui sunet in functie de structura armonica poarta denumirea de timbru.

Structura armonica a unui sunet muzical este exprimata prin numarul si intensitatea componoentelor superioare. Deoarece acesti parametrii care se refera numai la sunetele superioare pot varia la infinit, si nuantele aceluiasi sunet pot fi infinit variate. Experimental s-a constatat ca timbrul unui sunet nu depinde de diferenta de faza a componentelor superioare sau intre acestea si componenta fundamentale.

Timbrul permite distingerea intre ele a doua sunete, avnd aceeasi intensitate si aceeeasi frecventa fundamentala, dar care sunt emise de doua surse diferite (instrumente muzicale). Din acest motiv putem face distinctie intre o aceeasi nota produsa de o vioara sau un flaut.

S-a constatat ca suprimarea partii tranzitorii initiale din desfasurarea in timp a formarii si mentinerii sunetului face ca timbrul mai multor instrumente sa devina acelasi, desi inainte de suprimare erau diferite pentru fiecare instrument in parte.

Pe langa tarie, inaltime si timbru, senzatia auditiva mai are si alte insusiri, determinate de regimul tranzitoriu din perioada de formare si cea de disparitie a sunetului, de durata emiterii si de uniformitate. Modularea sunetului (vibrato) etse un caz de neuniformitate in emiterea lui, care echivaleaza cu o modulare a carei frecventa este de 7Hz, si bataile produse de frecventele apropiate contribuie la infrumusetarea (subiectiva) a sunetului.

4 Marimi si caracteristici fizice pentru sunete

Viteza sunetului este viteza de propagare a unei unde acustice intr-un anumit mediu. Ea este aproximativ constanta si depinde de proprietatile mediului (densitate, temperatura). Aceasta este virtual independenta de frecventa si ramane constanta in intreaga gama de frecvente audibile, avand valoarea de 340 m/s in aer. Masurarea si cunoasterea acestei valori este utila in aprecierea si modelarea efectelor sonore de tip ecou, sau chorus. Viteza sunetului este importanta si in constructia sistemelor stereofonice sau multidimensionale. Urechile, dupa cum am vazut, receptioneaza sunetul de la aceeasi sursa in mod diferit in functie de distanta urechii respective fata de sursa. Aceasta este una din metodele de localizare a surselor sonore si exploatand aceasta proprietate se pot realiza sisteme audio care simuleaza dispunerea in spatiu a diferitelor surse sonore.

Perioada reprezinta timpul necesar ca o particula a mediului, pus in vibratie, sa treaca, fata de pozitia de repaos, prin doua maxime (sau minime). Intre lungime de unda, viteza de propagare si perioada exista urmatoarea relatie:

unde l este lungimea de unda definita mai jos, c este viteza sunetului in mediul respectiv iar T reprezinta perioada.

Inversul perioadei reprezinta frecventa miscarii f, adica numarul de oscilatii complete executate in unitatea de timp, exprimate in Hz. Din relatia de mai sus se poate deduce:

Lungimea de unda este distanta, in directia propagarii, intre doua puncte succesive ale unei unde periodice avand o frecventa data, intre care faza vibratiei difera cu 2p radiani. Cunoasterea acestei marimi este necesara la proiectarea sistemelor audio in spatii largi sau in exterior. Sunetele cu lungimi de unda mare sunt capabile sa ocoleasca anumite obstacole pe cand sunetele cu lungime de unda mai mica se reflecta de aceleasi obstacole. Daca lungimea de unda este mai mare decat dimensiunile obiectului aflat in calea undelor atunci ne asteptam ca undele sonore sa nu-l considere obstacol si sa treaca nestingherite de acel obiect. Cu ajutorul relatiei de mai sus putem calcula lungimile de unda din spectrul audibil.

Daca f = 20Hz atunci l = 1,7 m

Daca f = 20kHz atunci l = 17 m

Faza este utilizata pentru a descrie corespondenta dintre pozitia frontului de unda si perioada undei acustice, realizand impreuna cu amplitudinea modelul de descriere in coordonate polare a undelor. Acest parametru este important atunci cand analizam un mediu in care coexista mai multe unde si in special cand analizam instalatiile de sonorizare cu mai multe cai (Stereofonie, Dolby, etc).

Urechea omului nu este direct sensibila la informatiile de faza care vin odata cu sunetul insa sistemele audio trebuie sa ia in considerarea faza diferitelor oscilatii care compun un sunet complex deoarece faza influenteaza forma sunetului in timp la care urechea este deosebit de sensibila.

De exemplu, daca avem 4 semnale sinusoidale care formeaza un sunet complex iar un sistem audio digital omite informatia de faza, aceasta ar putea fi aceeasi sau foarte apropiata pentru toate semnalele si atunci la compunerea acestora (simpla suprapunere) apar fenomene de supramodulatie deosebit de suparatoare la auz. In general sistemele digitale de prelucrare a semnalelor trebuie sa pastreze informatia de faza pe cat posibil iar filtrele si algoritmii care modifica semnalul in frecventa de obicei pastreaza o evolutie liniara a fazei cu frecventa oscilatiilor prelucrate. In sistemele de recunoastere faza, deoarece nu poarte informatie utila, este ignorata. Pentru motivele pentru care faza este ignorata de aparatul auditiv uman.

O proprietate demna de luat in seama atunci cand se incearca realizarea sau simularea unor efecte sonore cu aparatura digitala este superpozitia undelor sonore. In acelasi spatiu pot exista mai multe unde sonore, fara ca acestea sa se influenteze reciproc. Daca un anumit spatiu este traversat de mai multe unde sonore particulele de gaz vor raspunde la aceasta actiune ca si cum asupra lor ar actiona o singura unda sonora obtinuta ca suma vectoriala a undelor din acel spatiu. Astfel, prin combinarea a doua unde pot rezulta interferente constructive sau distructive. O situatie mult mai complexa rezulta in cazul in care undele sunt identice, dar complexe, cum este cazul vocii umane sau al celor generate de diverse instrumente muzicale. In acest caz intarzierile influenteaza foarte mult spectrul semnalului receptionat. Pe acest principiu se bazeaza realizarea efectului numit 'filtru pieptene'.

Regiunea unui mediu elastic ce se gaseste in stare de vibratie si in care exista unde acustice poarta denumirea de camp acustic (sonor).

Daca presupunem ca undele sonore (acustice) se deplaseaza intr-un fluid, atunci se poate defini o marime numita presiune acustica p, egala, in fiecare moment, cu diferenta dintre valoarea presiunii in acel punc si valoarea presiunii in absenta undelor sonore. Presiunea acustica corespunde condensarilor si destinderilor periodice din jurul punctului respectiv, datorate deplasarilor particulei mediului.

Se defineste ca fiind energia acustica W, intr-o portiune a unui camp sonor, energia continuta in acea regiune a campului sonor ce apare datorita prezentei undelor sonore. Energia acustica care strabate o arie A in unitatea de timp se numeste flux de energie sonora, flux de energie acustica sau putere acustica:

Fluxul de energie acustica se exprima in wati. Pentru diferite surse sonore intalnite in practica, valorile puterii acustice exprimate in wati precum si banda de frecventa a undelor generate sunt prezentate in tabelul de mai jos.

Fluxul de energie sonora care strabate unitatea de arie asezata perpendicular pe directia de propagare a undelor sonore se numeste densitate de flux de energie sonora, intensitate sonora sau intensitate acustica:

unde A este aria strabatuta, I este intensitatea sonora iar P este puterea sonora.

Daca se tine cont ca undele sunt in general unde sferice, atunci pentru o distanta r de la sursa, intensitatea este date de relatia:

unde I' este intensitatea sonora la distanta r iar P este puterea sonora a sursei.

Deoarece puterea sursei este aceeasi pentru cele doua suprafete, inseamna ca intensitatea sonora este invers proportionala cu patratul distantei fata de sursa.

In propagare, undele sonore sufera adesea, absorbtie. In cazul undelor plane, variatia intensitatii cu distanta parcursa rezulta din relatia:

f fiind frecventa, iar a un coeficient independent de frecventa, dependent de distanta si mediul de propagare.

Sursa sonora nu este niciodata punctiforma si, de aceea, repartitia energiei, deci a intensitatii sonore in spatiu, nu are in practica o simetrie sferica. Prin urmare, in privinta formei campului sonor, determinat este raportul dintre dimensiunile sursei si lungimea de unde corespunzatoare undelor emise, precum si forma sursei.

In cazul unei surse plane cu diametrul mai mare decat lungimea de unda, pot exista pe suprafata sursei puncte, care genereaza oscilatii in opozitie de faza, al caro efect se anuleaza.

Daca se repezinta intensitatea undelor in coordonatele unui reper ortogonal, in care unghiurile sunt in abscisa, obtinem curba intensitatii ca in figura urmatoare. Calculul teoretic arata ca 90% din energia oscilatiilor este concentrata intr-un con cu unghiul varf a, dat de:

Din punctul de vedere al compozitiei spectrale si al vibratiilor sonore continue, sunetele se clasifica in sunete pure si sunete complexe (sunete muzicale, acorduri, zgomote).

Sunetele pure sunt rezultatul unor oscilatii acustice de forma sinusoidala, neinsotite de alte sunete complementare (armonici). In natura asemenea sunete sunt rare, ele putand fi produse de diapazon. In lumea digitala aceste sunete sunt cel mai usor de produs deoarece se genereaza o simpla functie sinusoidala.

In general, in natura se produc sunete complexe pe care le putem considera ca fiind compuse din mai multe oscilatii sinusoidale. Exista demonstrat matematic ca orice forma de semnal posibila se poate descompune intr-o suma de semnale sinusoidale pure. Se numeste armonica o vibratie sinusoidala a carei frecventa este un multiplu intreg al unei frecvente de baza numita fundamentala, iar sunet complex, sunetul care contine mai multe sunete pure, fiind compus dintr-un sunet fundamental si mai multe armonici. Vocea umana si instrumentele muzicale produc sunete complexe.

Zgomotele sunt vibratii acustice care nu au componente bine definite. Ele au un spectru continuu sau discontinuu si nu sunt conditionate de rapoarte rationale simple intre frecvente. Zgomotele isi pastreaza in general insa distributia frecventelor astfel incat le putem clasifica dupa aceasta distributie.

Din punct de vedere fizic un sunet complex este caracterizat de inaltimea lui care nu poate fi apreciata algoritmic si este o valoare subiectiva atribuita de om, timbru, durata si regim tranzitoriu (modul de stabilire si de incetare a sunetului). Prin schimbarea acestor caracteristici prin algoritmi matematici se pot creea efecte sau transformari de la un instrument muzical la altul.

Frecventa sunetului este determinata de numarul de comprimari si destinderi ale mediului elastic ce iau nastere intr-o secunda si care este egeal cu numarul de vibratii pe care le produce sursa intr-o secunda.

Viteza de deplasare a undei depinde de caracteristicile mediului. Avand in vedere relatia dintre lungimea de unda, frecventa si viteza sunetului, rezulta ca este suficienta cunoasterea unei singure marimi, pentru a o determina pe cea de a doua.

Frecventa de bataia constituie rezultatul combinatiei dintre doua unde cu frecvente apropiate. Aceasta este rezultatul direct al insumarii sau scaderii celor doua unde. Atunci cand frecventa de bataie rezultata este mai mare decat 20 aceasta poate fi perceputa de ureche ca un ton diferit iar daca frecventa este mai mica de 20 Hz se aud chiar niste 'batai', adica sunetul emis este modulat in amplitudine cu aceasta frecventa. Daca auzim aceste batai la un concert sau la cantareti care canta in duet putem trage concluzia ca cel putin unul din cele doua instrumente sau din cei doi cantareti canta fals.

Atunci cand o sursa sonora se deplaseaza cu o viteza suficient de mare fata de punctul de ascultare apare fenomenul de modificare a inaltimii sunetului adica a frecventei tuturor armonicelor componente. Acest efect se numeste efectul Dopler si reprezinta deviatia de frecventa aparenta si modificarea inaltimii sunetului ce apare datorita deplasarii sursei sonore sau a ascultatorului.

Deviatia se poate determina cu relatia:

in care:

f este frecventa aparenta perceputa a unei componente;

c este viteza de propagare a sunetului;

n_A este viteza corespunzatoare ascultatorului

n_S este viteza corespunzatoare sursei sonore;

f_S este frecventa componentei respective.

Cand sursa se apropie de ascultator, frecventa aparenta este mai mare iar daca se indeparteaza aceasta scade. Fenomenul este usor observabil la trecerea unui vehicol zgomotos pe langa un ascultator. Acest efect se poate realiza digital prin schimbarea dinamica a inaltimii sunetului adica prin schimbarea fiecarei frecvente din sunetul respectiv, algoritumul se numeste 'pitch shifting'. Efectul Doppler se foloseste intensiv la jocurile pe calculator pentru scene dinamice si este implementat in DirectSound.

Intensitatea sunetului este data de cantitatea de energie ce trece intr-o secunda prin unitatea de suprafata, perpendiculara pe directia de propagare. Aceasta se masoara in W/m² si are dimensiunea unei puteri specifice. Relatia de legatura intre intre intensitatea sunetului I si presiunea sonora p este:

unde presiunea sonora instantanee p se masoara in N/m², r este densitatea mediului in g/cm³ iar c este viteza de propagare a sunetului in mediul repectiv in cm/s.

Pentru compararea intensitatilor a doua sunete I₁ si I₂ se introduce notiunea de nivel de intensitate sonora definit prin relatia:

care se exprima in decibeli (dB) iar NI este nivelul de intensitate sonora. Intrebuintarea logaritmului aici si in general in masurarea intensitatii stimulilor catre om este justificata de relatia logaritmica existenta intre excitatie si senzatia si anume legea Weber - Fechner)

Fata de un sunet de intensitate minima audibila (situat la pragul senzatiei auditive, luat ca referinta

Iref, un sunet de intensitate I se afla situat la un nivel de intensitate sonora exprimat prin relatia:

Nivelul de referinta conventional, numit si nivel acustic, adoptat este: Iref = 10^-16 W/cm² = 10^-12 W/m

Doua sunete exprimate prin nivelurile lor de intensitate (fata de nivelul de referinta) pot fi comparate prin diferenta numarului de decibeli. In instalatiile alectroacustice compararea nivelurilor intre diferite puncte ale lantului (care exprima amplificari sau atenuari de nivel) se face, de asemenea, prin diferenta numarului de decibeli.

Analog se poate exprima nivelul de presiune sonora prin relatia:

unde p este presiunea sunetului. Presiunea de referinta corespunzatoare sunetului la pragul de audibilitate (nivelul 0 acustic) este:

Utilitatea acestor formule se observa la aplicatia intr-o scena sonora simulata de calculator. In aceste scene, unde sunetele vin din mai multe puncte iar unele dintre aceste puncte sunt chiar in miscare, trebuie calculat sunetul care ajunge la participant. Se folosesc mixere, atenuatori si device-uri care intarzie sunetul. Toate acestea se pot simula digital destul de simplu dupa cum vom vedea.

Structura spectrala este compozitia unui sunet din mai multe sinusoide simple, fiecare cu o anumita amplitudine. In afara de sunetul fundamental cu frecventa f, o sursa, mai emite simultan si sunete (armonici) ale caror frecvente sunt multiplii ai sunetului fundamental; 2f, 3f, , nf. Sunetul fundamental poarta denumirea si de armonica I. Asadar, sunetul complex de frecventaf se poate descompune intr-o suma de sunete pure (sinusoidale), corespunzand frecventei f a sunetului fundamental si frecventelor 2f, 3f, , nf si armonicelor respective.

Componenta spectrala a unui sunet complex este determinata de numarul, ordinul si amplitudinea armonicelor ce il compun. Aceasta caracteristica permite ca doua sunete complexe care au acdeeasi frecventa sa fie totusi diferentiate intre ele. Un astfel de exemplu il reprezinta diferentele intre nota LA (440 Hz) data de vioara si cea data de pian sau corn. Pastrarea fidela a componentei spectrale fiind o conditie obligatorie pentru o reproducere nedeformata a sunetului.

Descompunerea matematica a unui semnal complex in componentele care-l compun se numeste analiza Fourier sau analiza spectrala. De retinut ca frecventa sunetului complex este egala cu cea a sunetului fundamental, dar forma acestuia nu trebuie sa fie neaparat forma unei sinusoide.

Sunetele intrumentelor muzicale nu au armonici de intensitai egale, unele pot lipsi cu totul sau pot avea intensitati total diferite fata de cele ale altor instrumente. Aceasta particularitate a sunetelor se traduce prin senzatii auditive, determinand recunoasterea lor.

Se numeste spectru acustic (sonor) ale unui sunet complex sau al unui zgomot reprezentarea in functie de frecventa a amplitudinilor (uneori a fazelor partialelor sale.

Se numesc partiale sunetele care insotesc sunetul fundamental al unei surse sonore oarecare pe care o caracterizeaza. Aceste partiale, care cel mai frecvente sunt sunetele armonice, pot fi si nearmonice (frecventa lor sa nu fie multiplu intreg al frecventei fundamentale).

Spectrul sonor arata locul, numarul si intensitatea partialelor (respectiv armonicelor) sunetelor. In spectrul sonor valoarea maxima a alternantelor pozitive ale intensitatii armonice se reprezinta prin lungimea liniilor spectrale. Zgomotul care are componentele spectrale de aceeasi intensitate si distribuite uniform in mod continuu in intreaba ganda audibila se numeste zgomot alb (prin asemanarea cu lumina alba).

Pentru realizarea de efecte sau filtrari a sunetelor complexe trebuie modificate compozitiile spectrale. Acest lucru se realizeaza in trei mai etape. Se descompune sunetul in componentele sale spectrale pentru fiecare cuanta de timp data, se modifica amplitudinea sau frecventa acestor componente si apoi se compune sunetul aplicand transformarea inversa fata de cea de descompunere spectrala.

Durata este o alta caracteristica a sunetului. O oscilatie sonora de o anumita durata va produce o senzatie auditiva de aceeasi durata, deci cu alte cuvinte vom putea deosebi un sunet mai lung de unul scurt.

In muzica, de obicei, durata notei de o patrime considerata ca etalon poate indica miscarea piesei (tempoul) prin cresterea numarului de patrimi ce intra intr-un minut.

Durata intervine din punct de vedere fiziologic prin constanta de timp de raspuns a urechii, care este inferioara valorii de 25 ms pentru frecvente cuprinse intre 50 si 10.000 Hz. De asemenea, ea intervine si prin durata minima a unui sunet pentru a fi recunoscut, care depinde de forma de stabilire a sunetului si este cuprinsa, pentru sunetul stabilit progresiv, intre 12ms la 100Hz si 4 ms la 2 - 10 kHz.

Urechea mai prezinta o particularitate privind sesizarea minimului te timp perceptibil: persistenta senzatiei sonore dupa incetarea excitatiei. Aceasta este de aproximativ 1/15 - 1.20 s si contribuie, prin suprapunerea unei noi excitai, la efectul de prelungire a reverberatiei.

Regimul tranzitoriu este perioada de trecere de la starea de repaos la cea de oscilatie permanenta sau invers. Urechea este sensibila la forma de crestere si descrestere a fundamentalei si a armonicelor unui sunet complex. In regim trenzitoriu unele armonici cresc mai repede, altele depasesc in intensitate chiar si fundamentala, sau au forme neasteptate de credtere, care, desi se desfasoara in perioade foarte scurte de timp, sunt sesizate de ureche. Experientele efectuate cu diferite suente produse brusc sau progresiv au condus la urmatoarele concluzii:

- forma infasuratoarei unei unde complexe este un factor important al perceptiei auditive iar aceasta forma este influentata de faza relativa a componentelor acelui sunet. Prin urmare urechea, chiar daca nu este sensibila la faza unui sunet este sensibila indireact la faza componentelor spectrale cand acestea sunt puse impreuna.

- gradul de asprime al senzatiei date de sunet este influentat de forma infasuratoarei, precum si de senzatia de inaltime aparenta a sunetului.

Deoarece forma curbei infasuratoare depinde atat de faza cat si de amplitudinea frecventelor componente, aceste senzatii pot fi produse la o schimbare a fazei chiar unui singur sunet partial sau de un grup de sunete partiale.

5 Perceptia sunetului

Urechea nu este un organ obiectiv. Acelasi sunet poate parea diferit de la o persoana la alta sau chiar la aceeiasi persoana in momente diferite de timp. In cele ce urmeaza voi incerca sa scot in evidenta cateva proprietati ale acestui organ si sa evidentiei importanta pe care o au aceste proprietati in realizarea prelucrarii sunetului.

Neliniaritatea

Se observa ca pentru anumite niveluri de intensitate, un sunet por aplicat urechii genereaza senzatii in care sunetul pare insotit de armonici. Tot astfel, doua sunete pure intense aplicate simultan nu se aud singure, ci insotite de armonici si de sunete suplimentare de frecvente egale cu suma respectiv cu diferenta dintre acele sunete initiale. Explicatia acestor fenomene este data de ipoteza neliniaritatii urechii.

Proba neliniaritaii urechii se poate face prin perceperea batailor a doua sunete practic inaudibile. De exemplu, sunetele de 20 si 19 kHz, care atunci cand sunt ascultate succesiv nu se aud, iar cand sunt ascultate simultan se aud ca un sunet de 1 kHz.

Existenta neliniaritaii duce la concluzia bizara ca auditia unui sunet pur cere ca sunetul excitator sa fie complex si compus in armonici care se gasesc in opozitie de faza cu cele produse de ureche.

Sensibilitatea la faza

Deoarece, asa cum am vazut, pentru compunerea sunetelor se poate aplica principiul superpozitie, schimbarea fazei unui semnal sonr care coexista impreuna cu alte semnale conduce la schimbarea totala a undei rezultante. Datorita acestui fapt putem spune ca urechea este sensibila la schimbarea de faza a semnalului compus.

Variatia minima a perceptibilitatii

Nivelul de intensitate sonora poate varia fara ca urechea sa simta, daca variatia ramane sub asa-numitul minim perceptibil. Acest minim depinde de frecventa si de nivelul de tarie pe care il are senzatia de variatie a intensitatii. Aceasta marime este interesanta pentru determinarea gradului de aproximatie in diferite situatii practice (la niveluri de tarie a senzatiilor de sub 30 dB, variatia minima perceptibila este de 2-3 dB)

Variatia minima perceptibila a frecventei

Se constata ca urechea nu simte variatia frecventei unui sunet fizic, daca aceasta variati ramane sub o anumita valoare. Acest minim perceptibil in variatia frecventei depinde de frecventa existenta inainte de variatie si de nivelul de tarie al senzatiei sonore. Din curbele ce reprezinta variatiile procentuale ale frecventei in functie de tarie si frecventa, rezulta ca pentru niveluri mari si frecvente mijlocii (niveluri mai meri de 40 dB si frecventte peste 100Hz), este perceptibila chiar si o variatie de 0,3%, care are o importanta deosebita in stabilirea deviatiei admisibile dintre frecventa emisa intr-o incapere si frecventa cu care raspunde incaerea.

Aceasta proprietate a aparatului auditiv uman este importanta si in stabilirea ferestrei de esantionare pentru prelucrarea semnalelor digitale. Daca fereastra este aleasa prea mare atunci deviatia de frecventa devine perceptibila si suparatoare iar daca fereastra este aleasa prea mica atunci nu avem suficienta rezolutie spectrale pentru a face prelucrarile de care avem nevoie. O rezolvare a acestei proble ar putea consta in algoritmul de ferestruire cu interclasare si adunare.

Diferenta minima perceptibila in durata sunetului

Un sunet pur, indiferent de frecventa sa, nu poate fi sesizat de ureche daca are o durata mai mica de 60ms, insa urechea poate totusi sa perceapa diferente de durata intre doua sunete chia si de 10ms. Persistenta senzatiei sonore dupa incetarea excitatiei este de ordinul 50ms. Valorile de minim perceptibil sunt foarte importante in cazul studiului regimurilor tranzitorii.

Aceasta proprietate este foarte importanta, in cazul transmisiei de voce este posibil sa apara pierderea unui pachet de date printr-o oarecare eroare de transmisie ( cu o durata de 10ms ).

Efectul de mascare (acoperire)

Desi se arata a fi foarte interesant un algoritm care sa reuseasca sa faca distinctia intre sunetele dorite a fi transmise si zgomotul neplacut de fundal, cel putin in aceasta directie nu s-au facut pasi importanti pe care sa ii notam in cadrul lucrarii. Insa un asemenea domeniu se arata a fi foarte interesant, cu siguranta ( fiind vorba de software ) se vor face pasi importanti in aceasta privinta ( in functie si de complexitatea hardware-ului necesar ).

Perceperea unui sunet care intereseaza este stanjenita de aparitia unui sunet nedorit, perturbator, al carui efect este echivbalent cu slabirea intensitatii sunetului util cu un numar de decibeli egal cu diminuarea aparenta suferita de nivelul initial. Rezultatul actiunii sunetului perturbator se numeste efect de acoperire sau de masca, nivelul initial al sunetului acoperit numindu-se nivel acoperit, iar nivelul perturbator se numeste nivel acoperitor. Valoarea cresterii nivelului acoperit pana la restabilirea conditiilor de audibilitate initiale se numeste nivel de acoperire, deoarece actiunea de ridicare egaleaza actiunea de scadere produsa de efectul de mascare sunt:

efectul de acoperire este maxim pentru frecventele utile apropiate de sunetul acoperitor;

efectul de acoperire este practic nul, daca nivelul acoperitor nu a atins o anumita valoare critica; dupa ce acest nivel a fost depasit nivelul de acoperire creste mai intai incet, apoi din ce in ce mai repede;

efectul de acoperire este mult mai slab pentru frecventele utile situate mai jos de frecventa perturbatare decat pentru frecventele utile mai inalte decat ea;

efectul de acoperire prin frecventele joase a frecventelor inalte este mult mai imprtant decat cel de acoperire, prin frecvente inalte a frecventelor joase;

efectul de acoperire creste o data cu latimea benzii pana la o anumita latime critica, dupa care el ramane constant.

Aceste informatii sunt foarte importanta in compresia sunetelor unde trebuie exploatata fiecare proprietate in ideea ca se pot ascunde sunete pe care urechea oricum nu le percepe. Daca putem stii cu siguranta ca urechea nu va percepe un anumit sunet si nu-l mai includem in formatul compresat asta inseamna ca respectivul format va fi mai mic, ceea ce este si scopul declarat al compresiei.

Auditia binaurala

Omul aude orice vibratie acustica din mediul inconjurator prin intermediul urechii. Ca urmare toate proprietatile si particularitatile organului auditiv sunt propritatati si particularitati ale auditiei. Datorita faptului ca omul percepe vibratiile acustice din mediul inconjurator cu ajutorul a doua urechi si a faptului ca senzatia auditiva perceputa este prelucrata de creier, auditia omului are unele insusire specifice.

In primul rand, omul, avand doua organe identice care pot fi excitate de undele sonore produse de aceeasi sursa, are posibilitatea sa localizele in spatiu sursa sonora prin aprecierea distantei si a directiei. Aceasta calitate este ceea ce se numeste auditie binaurala. Explicatia perceperii directiei in plan orizontal este simpla. Daca ascultatorul are sursa sonora in fata sa, adica in planul medial al capului, undele sonore produse de sursa lovesc timpanul in acelasi moment, iar intensitatile sunetului sunt egale.

Daca sursa sonora se gaseste in dreapta ascultatorului, undele sonore produse parcurg distante diferite pentru a ajunge la cele doua urechi, ceea ce pe langa intarzierea de excitare a timpanului produce si o atenuare a intensitatii sunetului. Ca o consecinta a acesturi fapt, ascultatorul isi da seama de directia din care vine sunetul.

Desi distanta dintre cele doua urechi este foarte mica, circa 20 cm si in consecinta diferenta de timp este extrem de redusa, urechea umana percepe aceasta diferenta . Experientele au aratat ca diferenta de timp minima perceputa de organul auditiv este de 3 x 10^-5 s, ceea ce permite aprecierea unei deviatii de 3^o a directiei sursei fata de planul median al capului. Daca sunetele sunt in regim stationar, determinarea directiei este mai putin precisa, si chiar destul de dificila in incaperi foarte rezonante.

Aprecierea distantei este mai dificila si s-a constantat experimental ca numai distantele mai mici de 2m pot fi determinate cu precizie, ea fiind determinata de intensitatea sunetului, de mediul inconjurator si de distanta fata de sursa. Cand auditoriul este si spectator, imaginea vizuala este presominanta in procesul de localizarea a sursei si suplimnestea adesea dificultatile de localizare auditiva.

In localizarea sursei pot interveni uneori si iluzii acustice. Acestea apar, de obicei, in cazul surselor sinfazice care, atunci cand sunt egale in intensitate, dau impresia unei surse unice invizibile, situata ca pozitie in mijlocul surselor reale, vizibile. Aceasta proprietate a auzului de a contopo mai multe surse reale intr-o sursa fictiva este foarte utile pentru realizarea stereofoniei si s sistemului dolby pe mai multe canale.

O alta calitate a auditiei omului este ceea ce se numeste auditie inteligenta. Omul poseda facultatea de a-si concentra atentia asupra anumitor sunete, de a izola anumite sunete din ansamblu. De exemplu, din ansamblul unei orchestre simfonice un ascultator poate sa urmareasca numai sunetul

viorilor sau numai al instrumentelor de suflat, dupa cum intr-un auditoriu, pentru a asculta prelegerea unui conferenteiar, atentia noastra este concentrata asupra cuvintelor rostite de acesta, fara a intercepta anumite zgomote care ar putea proveni din afara sau de la diferite surse interioare.

Exista sisteme de transmisie VoIP care la ora actuala folosesc doua canale de transmisie, sunetul la destinatar avand posibiltatea sa fie trimis pentru urechea stanga sau pentru cea dreapta, in acest fel realizandu-se separarea celor doua canale vocale. Insa aplicatiile pentru asemenea produse sunt reduse, in general ascultatorul intelegand ca are de a face cu o persoana indepartata, creierul neincercand in acest caz sa localizeze semnalul.

6 Calitatea sunetului in telefonie

Calitatea semnalului transmis ( a vocii transmise ) este cea mai importanta caracteristica masurabila a sistemului de voce peste internet ( sau IP ), pentru ca nu intereseaza pe nimeni o lista lunga si impresionanta cu caracteristici tehnice, daca rezultatul final este nul sau nu este multumitor.

Sistemul de masurare a calitatii unei convorbiri telefonice se numeste MOS ( Mean Opinion Scoring ).

Practic este rugat un numar mare de ascultatori sa isi dea cu parerea despre calitatea unei convorbiri telefonice si este facuta media aritmetica a notelor acordate de acestia pe o scala de la 1 la 5, unde 5 reprezinta calitatea foarte buna a convorbirii si 1 reprezinta calitate inacceptabila.

Pentru ca Vocea peste IP sau Vocea peste date tinde sa inlocuiasca sistemul de telefonie clasic, principala comparatie care se face este cu acesta, de aceea se mai intalneste expresia "ca pe telefon" sau "toll quality" care inseamna o calitate foarte buna, apropiata de sistemul cu care suntem obisnuiti.

Codecurile

Acronimul CODEC provine de la "compressor/decompresor"sau "codor/decodor".Un codec poate fi un dispozitiv sau un soft care partitioneaza sunetul analog si il converteste in biti, care sunt transmisi cu un debit predeterminat.Adesea codecurile efectueaza compresia astfel incat sa economiseasca largimea de banda.

Exista zeci de codecuri disponibili,fiecare cu propriile lui caracteristici.Aceste codecuri au nume caudate care corespund denumirilor date de ITU care descriu caracteristicile sale.De exemplu, codecurile denumite G.711u si G.711a convertesc din analog in digital si invers cu o calitate relativa ridicata.Aproape tot ce inseamna digital de calitate ridicata implica mai multi biti,astfel aceste doua codecuri folosesc mai multa banda decat alte codecuri care au viteza mai mica.Astfel de codecuri care ofera compresii mai reduse , cum ar fi G726 ,G.729, sau cele din familia G.723.1 folosesc mai putin din banda retelei.Aceste codecuri deterioreaza calitatea sunetului foarte mult, deoarece ele fac compresisia sunetului cu "pierderi"-aceasta compresie pierde din informatia originala. Astfel se transmit mai putini biti, iar la receptie se face tot posibilul pentru a aproxima sunetul original, dar nu se poate reface cu fidelitate ridicata.

Tabelul de mai jos prezinta cateva din codecurile cele mai intalnite si utilizate in VoIP .In coloana din centru se gasesec valorile debitului pe care il genereaza fiecare codec in parte.Coloana "Packetization Delay" se refera la intarzierea introdusa de codec penru a transforma din analog in digital si invers.Aceasta intarziere va afecta mult calitatea sunetului la receptie.

Codecurile folosesc tehnici sofisticate pentru codare si compresie.Mascarea pachetelor pierdute (PLC-Packet loss concealment ) este o noua caracteristica introdusa de codecurile G.711u sau G.711a.Aceasta tehnologie reduce sau mascheaza efectele pierderii de informatie in timpul unei conversatii telefonice.

Tehnologia PLC nu adauga intarzieri sau alte efecte care sa deterioreze convorbirea, dar face ca acest codec G.711 sa fie mult mai costisitor de realizat.Datorita costului sau , aceasta tehnologie este folosita relativ rar acum.